1 引言

　　PU是計算機的心髒，那麽(me) 電源就是計算機的能量源泉了。目前，ATX電源取代AT電源廣泛使用於(yu) 電腦之中。計算機是高科技含量產(chan) 品，由於(yu) 價(jia) 格的原因，人們(men) 常常忽視電源的技術含量。實際上，要提供一個(ge) 精巧、安全、嚴(yan) 密的電源供主機使用也決(jue) 非易事。在對電源原理的分析中，我們(men) 也不難發現設計者的精妙構思。下麵是對ATX電源的原理和檢修方法的詳細介紹。

　　2 ATX電源原理

　　2.1 　ATX電源與(yu) 主機板接口

　　源取消了傳(chuan) 統的交流電源開關(guan) ，它采用軟開關(guan) 技術，依靠+5SB、Power On/Off控製信號的組合來實現電源的開啟和關(guan) 閉，使計算機的遠程控製和定時開關(guan) 機功能順利實現。傳(chuan) 統AT電源采用兩(liang) 組插頭與(yu) 主機板聯接，每組各有6根線。與(yu) AT電源不同，ATX電源采用一組20線插頭，其具體(ti) 接線如圖所示：

　　1、11、12：+3.3V； 2：-12V； 4：POWER On/Off；8：-5V；9、10、14、16：+5V；

　　18：PG信號； 19：+5V輔助電壓；20：+12V；其餘(yu) 各黑色線為(wei) 接地線。

　　P4專(zhuan) 用插頭：P4耗電量非常大，再加上現在顯卡的耗電量也比較大，所以P4電源比普通電源多出兩(liang) 個(ge) 接頭，一個(ge) 6芯，另外一個(ge) 4芯。

　　2.2　ATX電源組成結構

　　城CGCATX2K電源為(wei) 例對ATX電源作介紹，CGCATX2K是長城公司新出的一款優(you) 秀的電源，性能穩定，輸出功率大，其詳細電路經本人參照電路板手工繪出，如圖5所示。因保護知識產(chan) 權的原因 ，本文對所有元件進行了重新編號並略去了元件型號。但這不影響我們(men) 對電源原理的理解和分析。此電源采用PWM開關(guan) 電源技術，開關(guan) 電源具有轉換效率高且便於(yu) 控製的優(you) 點，下麵是電源電路的框圖，如圖2所示。

　　2.3　ATX電源電路分析

　　2.3.1 抗幹擾電路

　　輸過程中會(hui) 受到高頻幹擾，微機電源的功率轉換分和輔助電源部分是工作在高頻狀態，也會(hui) 對市電網產(chan) 生高頻幹擾。抗幹擾電路可起雙向濾波作用，一般由濾波電容和互感線圈構成，在這裏我們(men) 隻畫出了Ｒx,Ｃx和THR。

　　2.3.2 整流電路

　　D1~D4直接對220V交流電進行橋式整流，產(chan) 生300V左右的直流電壓，經Ｃ01～Ｃ02濾波後，分別加到輔助電源和功率變換電路。

　　2.3.3 完備的輔助電源+5VSB電壓係統

　　+5VSB是供主機係統在ATX待機狀態時的電源以及自動開關(guan) 機和遠程喚醒通訊聯絡相關(guan) 電路的工作電源。

　　輔助電源部分采用獨特的自激振蕩與(yu) 光電耦合器件控製相結合的電路。增強了電路的可靠性和提高了電壓的穩定係數。

　　T1、C8、D6、R14、Q11等元件組成自激振蕩電路，通電後可在SB端產(chan) 生5V左右的電壓。IC11、IC2及其外圍元件組成穩壓電路。當SB端電壓有微小變化時，經精密電阻R24、R25反饋到LM431。LM431是一個(ge) 精密放大器，LM431電流的大小將影響到IC11的1、2腳的導通與(yu) 否。當SB電壓偏高時，IC11的3,4腳導通，由於(yu) IC11內(nei) 部的光電耦合作用使1、2腳導通。3腳產(chan) 生的電壓經D7整流，C10濾波加到1腳,從(cong) 2輸出至Q12的基極使Q12導通，Q12的C，E電壓Vceo下降，從(cong) 而Q11基極電壓下降，Q11開關(guan) 管截止，SB電壓下降。反之，SB電壓偏低時，經過相反的控製過程可使Q11導通時間延長，SB輸出電壓上升，達到了穩定電壓的目的。

　　Q21、R21、R22、C14、ZD2是防止SB電壓過高的保護電路。可防止由於(yu) SB+5V電壓過高而引起主機板損壞，造成嚴(yan) 重後果。當SB電壓過高時，ZD2擊穿，這一電壓加到單向可控矽Q21的控製極使Q21的AK極之間導通，SB電壓對地短路，保護了後級電路。C14的作用是在ZD2擊穿後讓Q21維持導通狀態。

　　輔助電源部分還設計了過流保護電路。當流過開關(guan) 管Ｑ11發射極的電流過大時，流過R16的電流增大，R16上端電壓

　　V=I*R（2.1）

　　也隨之上升，此電壓經R17送到Q12基極，Q12導通，引起Q11截止。防止了開關(guan) 管由於(yu) 過流而損壞。
2.3.4功率振蕩及低壓產(chan) 生電路

　　功率振蕩部分主要由PWM控製和功率變換兩(liang) 部分構成，下麵先介紹KA7500B脈寬控製原理。KA7500B是Fairchild Semiconductor International公司的產(chan) 品，它由5V基準電壓輸出電路，兩(liang) 個(ge) 誤差放大電路，雙穩態多諧振蕩器，一個(ge) 輸出控製端口，一個(ge) PWM比較器，以及一個(ge) 空載時間比較器和一個(ge) 振蕩電路幾個(ge) 部分組成。

　　KA7500B的12腳外接由T1提供的20V左右的電壓。KA7500B電源電壓可為(wei) 16~24V。14腳輸出的是由KA7500B內(nei) 部所產(chan) 生的基準電壓。5腳和6腳分別接振蕩電容和振蕩電阻。振蕩電路產(chan) 生30K到50KHz左右的為(wei) 鋸齒波。該鋸齒波與(yu) ４腳輸入的電壓及比較放大器的輸出相比較，得到PWM電壓由8腳和11腳輸出到Q5，Q6控製功率轉換開關(guan) 管Q31、Q32輪流導通。

　　有6個(ge) 端子與(yu) PWM輸出直接相關(guan) ，即1、2、15、1*、13。V1大於(yu) V2、V16大於(yu) V15時，電路停止輸出脈衝(chong) 。13腳電壓為(wei) 0時，無脈衝(chong) 輸出，此處13腳直接與(yu) 基準電壓相連。

　　4腳為(wei) KA7500B的一個(ge) 重要的控製端。4腳電壓為(wei) 4.5V時，輸出的脈衝(chong) 寬度為(wei) 0，當4腳電壓為(wei) 0V時，輸出脈衝(chong) 寬度為(wei) 最大。

　　除脈衝(chong) 寬度控製電路外，低壓產(chan) 生電路的原理比較容易理解，在此不作詳細的論述。

　　需要補充的是，由於(yu) 通過Q11，Q31，Q31，D38，D39，D40的功率比較大，所以這些元件加了散熱板。應注意元件與(yu) 散熱板之間都用石英片絕緣，在拆裝時應注意不可去掉石英片。如果有電子愛好者需要打摩電源、增大電源功率時，可在充分散熱的前提下將開關(guan) 管E13007改為(wei) BU508A。

　　2.3.4 POWER GOOD 信號的產(chan) 生

　　P.G.是提供給主機板的開機複位信號。如果各路直流輸出電壓已達到它們(men) 的最低檢測電平（+5V輸出在4.75V以上），則電源在開機後大約延時100到500毫秒後產(chan) 生，產(chan) 生延時的關(guan) 鍵元件是C24。

　　圖3是LM339比較器內(nei) 部結構圖。LM339上半部分用來產(chan) 生P.G.信號。電源開始工作後，14腳輸出高電平，向C24充電，經一定的充電時間後，11腳才建立起了高電平。當11腳電壓高於(yu) 10腳時，13腳輸出高電平，這就是P.G.信號。這一高電平能被保持。

圖3  LM339內(nei) 部結構圖

　　P.G.信號非常重要，即使電源的各路直流輸出都正常，如果沒有P.G.信號，主板還是沒法，如果沒有P.G.信號，主板還是沒法工作。如果P.G.信號時序不對,可能會(hui) 造成開不了機的情況。關(guan) 機時，P.G.信號比ATX電源+5V輸出電壓提前幾百毫秒消失，通知主機觸發係統在電源斷電前自動關(guan) 閉，防止突然掉電時，磁盤磁頭來不及移至著陸區而劃傷(shang) 硬盤。

　　2.4 　低壓穩壓，保護電路

 　　圖4　ATX電源電路圖

　　2.4.1 +5，+12穩壓電路

　　+5V、+12V的微小變化，經R68，R69、R610輸入到KA7500B的1腳。由KA7500B內(nei) 部誤差放大器放大，比較後可調整驅動脈衝(chong) 的寬度，可精確校正+5V、+12V電壓的變化。#p#分頁標題#e#

　　2.4.2 +3.3V穩壓保護

　　+3.3V穩壓保護電路由圖5中5編號開頭的元件組成。LM431是精密放大器，L51、L52是兩(liang) 個(ge) 磁飽和變壓器，當3.3V電壓有微小變化時，經R58，R57反饋至LM431，LM431導通電流的大小影響Q52的基極電流的大小，使Q51趨於(yu) 飽和或截止，改變了L51、L52初級線圈n1電流的大小，次級L51n2、L52n2的感抗發生變化，D39左邊的電壓變化，從(cong) 而校正了3.3V電壓的變化。

　　2.4.3 低壓過電壓保護電路

　　R27、ZD4、D29、R86、D26、R87、R84、R85及C22、D25等組成過電壓保護電路。當+5V、-5V、+12V、-12V、+3.3V中有一路電壓過高時,LM339的5腳電壓升高,2腳輸出高電平到KA7500B4腳使8、11輸出脈衝(chong) 寬度為(wei) 0,使電路停止工作。D21、D23與(yu) 5腳相連，可使2腳輸出的高電平鎖定，使過電壓保護穩定。

　　3 ATX電源檢修

　　為(wei) 防止損壞主機板或其它部件，ATX電源出現故障後必須拆機檢修。一般開關(guan) 電源不能工作在空載狀態下，ATX電源由於(yu) 各電壓輸出端都並聯了負載電阻，拆機後不會(hui) 由於(yu) 空載而擴大故障。

　　通電後，即使功率轉換部分沒有工作，輔助電源也應該有+5V電壓輸出。即測量接口19腳對地有+5V電壓。無SB電壓輸出或電壓不穩時要檢查交直流變換和輔助電源電路。

　　交直流變換部分。測量D3負端電壓是否為(wei) 300V左右。保險絲(si) 燒毀後必須更換同型號的延時保險，不能隨意用其它導線或保險代換，燒保險一般表明存在較嚴(yan) 重的故障，此時應慎重對待。常見的原因有整流二極管損壞、濾波電容擊穿或漏電、開關(guan) 管Q11損壞，或者還有其它部分對地嚴(yan) 重短路。

　　輔助電源部分檢查的中心是Q11，正常情況下輔助電源工作在振蕩狀態下，用萬(wan) 用表測Q11基極為(wei) 一負壓。常見的現象是啟動電阻R11、R12開路引起電路未起振，除此之外逐步檢查Q12、ZD1、ZD2、Q21、LM431、IC11等。這些元件較之電阻更容易損壞，最後才檢查電阻是否存在故障。SB電壓不穩或偏離正常值主要是由於(yu) R24、R25阻值變化引起，這是兩(liang) 個(ge) 精密電阻。

　　在正常情況下，PS/ON腳與(yu) 地相連後，功率振蕩電路即可啟動。如果各電壓輸出正常，則一般說明電源工作良好，但要注意P.G.信號是否正常。 P.G.信號是電源輸出到主機板的信號，表明電源工作良好，如果P.G.不正常也會(hui) 引起主機板輸出高電平到PS/ON，功率振蕩部分不工作。

　　用示波器檢查KA7500B的5、 8、11腳有沒有振蕩脈衝(chong) 輸出。檢查的另一個(ge) 關(guan) 鍵點是KA7500B的控製腳4腳，當它為(wei) 高電平時，電路沒有脈衝(chong) 輸出。ATX電源的各保護電路非常嚴(yan) 密，任何一路故障都會(hui) 引起4腳電壓異常。檢修時注意分析引起4腳高電平的各種原因，同時分析LM339各個(ge) 引腳電壓，在可靠分析的基礎上做出正確的判斷。

　　4 結束語

　　本文分析了ATX電源的工作原理及常用的檢修方法和步驟。電子工程師在設計電源時充分考慮到了電源的保護問題，使整個(ge) 供電係統形成了一個(ge) 完整的網絡。達到了向主機提供安全、可靠、穩定的電源的目的。隨著科技的進步和對使用經驗的總結，采用新技術的更好的電源將不斷地湧現。